常见土石方材料的堆积密度与松散系数

实测体积只有通过密度才能变成吨位、车次和结算金额,而正确的密度取决于物料是在原位、松散堆放还是在填方中压实。本参考表给出 20 种常见材料的松方密度、自然方密度、装载系数及其对应的松散率,并说明如何在不混淆状态的前提下使用。

自然方、松方与压实方

自然方是物料在原位的体积——开挖测量得到的就是它。松方是同一物料挖出后因颗粒间空隙而膨胀的体积——料堆测量得到的就是它。压实方是在填方中摊铺并碾压后的体积。

装载系数把它们联系起来:松方 = 自然方 ÷ 装载系数,松散率 = 1 ÷ 装载系数 − 1。吨位永远是体积 × 同一状态的密度:自然方配自然方密度,松方配松方密度。

参考表

数值来自 Caterpillar 材料密度表;松散率由装载系数推导。来源说明重量随含水率、粒径和压实程度变化,确定准确数值需要试验——请把本表当作起点,而不是测量结果。

常见土石方材料的松方与自然方密度、装载系数和松散率(来源:Caterpillar;松散率 = 1 / 装载系数 − 1)
材料松方(kg/m³)自然方(kg/m³)装载系数松散率
黏土,原状166020200.8222%
黏土,干148018400.8123%
黏土,湿166020800.8025%
黏土夹砾石,干142016600.8518%
黏土夹砾石,湿154018400.8518%
土,干密实151019000.8025%
土,湿开挖160020200.7927%
壤土125015400.8123%
砾石,原状料场193021700.8912%
砾石,干151016900.8912%
砾石,干,6–50 mm169019000.8912%
砾石,湿,6–50 mm202022600.8912%
砂,干松142016000.8912%
砂,潮湿169019000.8912%
砂,湿184020800.8912%
砂与黏土,松散160020200.7927%
砂砾,干172019300.8912%
砂砾,湿202022300.9110%
碎石160026700.6067%
表土95013700.7043%

算例

料堆测量得到的是松方。904.8 m³ 的干砂砾料堆,松方密度 1720 kg/m³,重 904.8 × 1.72 = 1556 t。

开挖测量得到的是自然方。1000 m³ 原状黏土(装载系数 0.82)挖出后为 1000 ÷ 0.82 = 1219.5 m³ 松方,15 m³ 车厢需 82 车次。其重量按自然方为 1000 × 2.02 = 2020 t,按松方为 1219.5 × 1.66 = 2024 t——同一物料,在装载系数的舍入范围内一致。

参考表的用法:两个换算算例
情形计算结果
干砂砾料堆(松方)904.8 m³ × 1.72 t/m³1556 t
原状黏土开挖(自然方)→ 松方1000 m³ ÷ 0.821219.5 m³
车次,15 m³ 车厢1219.5 ÷ 15 = 81.382 车次
该开挖的吨位1000 m³ × 2.02 t/m³2020 t

测量您自己的物料

表中数值背后有很大的离散性:含水率、级配和开挖方式都会使其变化。凡涉及结算的吨位,请称量几车满载并与其实测松方对比,并在现场测定自然方密度。压实填方有其自身的压缩率,本表未给出——请在现场测定。

在 STREAM 中,密度按料堆分别输入,堆场中的每种物料都可使用自己的实测值;报告给出相应的体积和吨位。

常见问题

自然方、松方和压实方有什么区别?

自然方是物料在原位的体积,松方是同一物料挖出后的体积(因颗粒间空隙而更大),压实方是在填方中摊铺碾压后的体积。松方 = 自然方 ÷ 装载系数。

如何由装载系数计算松散率?

松散率 = 1 ÷ 装载系数 − 1。装载系数 0.82 即 1 ÷ 0.82 − 1 ≈ 22%;装载系数 0.60 的碎石松散率约 67%。

料堆吨位应使用哪种密度?

使用松方密度,因为料堆测量得到的是松方。自然方密度只与自然方体积配合使用,例如原位测量的开挖。

表中密度有多准确?

它们是起始值。来源本身说明重量随含水率、粒径和压实程度变化,需要试验确定;凡涉及结算的量,请称量满载车辆或现场测定密度。

在 STREAM 中测量料堆体积与吨位

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